Химики из МГУ создали противоядие от мощнейшего химоружия - «Наука»

Journal of Controlled Release.

"Очень важным является простота нашего подхода: наши препараты можно получить путем простого смешивания водных растворов высокоочищенного фермента и безопасного биосовместимого полимера. Он самособирается за счет электростатических взаимодействий между белком и полимером", — рассказывает Александр Кабанов из МГУ, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Зеленая смерть

Самые токсичные виды химического оружия, способные убить человека за считанные минуты в минимальных концентрациях, относятся к классу так называемых фосфорорганических химических соединений. Эти вещества были впервые синтезированы в нацистской Германии еще в конце 1930-х годов, однако нашли широкое распространение в военной промышленности лишь в середине прошлого века, когда были созданы самые опасные виды этих веществ – британский нервно-паралитический газ VX и его советский аналог VR.

Красные водоросли используют "химоружие" при недостатке пищи

Все запасы VX, VR, зарина и прочих боевых газов во всех странах мира подлежат уничтожению в соответствии с Конвенцией о запрете химического оружия 1997 года. Только Россия и США признали наличие таких веществ на своей территории, однако эксперты по международной безопасности подозревают, что запасы этих газов могут существовать и в ряде государств Ближнего Востока и Южной Азии. Кроме того, менее опасные версии других фосфорорганических веществ продолжают использоваться в качестве пестицидов.

Поэтому, как рассказывают ученые, проблема нейтрализации этих ядов и пестицидов по-прежнему является важной проблемой для ученых. Российские химики предлагают использовать наночастицы, так называемые нанозимы, созданные при участии группы Кабанова в 90-х годах в США.

Ким Чен Нама убили с помощью нервно-паралитического VX-газа

Они представляют собой полые наночастицы из жировых молекул или других органических соединений, заполненные лекарством, которое доставляется в нужную область организма. К примеру, сегодня таким образом при химиотерапии медикаменты доставляются прямо в раковые опухоли. Оболочки наночастиц постепенно растворяются, высвобождая заточенные в них молекулы именно там, где они должны оказаться, не затрагивая при этом здоровые ткани тела.

Белки в полимерной клетке

Научная команда профессора Кабанова приспособила эти наночастицы для "упаковки" и доставки несколько иной начинки – молекул особого фермента, разработанного в МГУ для нейтрализации зарина и прочих фосфорганических соединений.

Это соединение, органофосфатогидролаза, активно разрушает молекулы нервно-паралитических ядов, но при этом она обладает одним большим недостатком – ее "производителем" являются бактерии, из-за чего молекулы данного фермента быстро разрушаются иммунной системой при введении в организм человека. Кроме того, данное "противоядие" нестабильно по своей химической природе и его запасы почти полностью распадаются сами по себе всего за месяц даже при хранении при почти нулевых температурах.

Вставив молекулы этого вещества в наночастицы, Кабанов и его коллеги резко замедлили процесс ее разрушения в организме человека и животных, что позволило повысить концентрацию фермента в теле и сделать его пригодным для защиты от боевых отравляющих веществ и пестицидов. В таком виде противоядие можно хранить на протяжении более трех лет, что выгодно его отличает от чистого фермента.

Работу этих наночастиц ученые проверили на крысах, в организм которых они вводили смертельные дозы двух веществ – пестицида параоксона и яда VX. Введение наночастиц перед этим экспериментом и сразу после введение яда спасло всех крыс от пестицида, и 80% животных – от нервно-паралитического яда, тогда как все особи из контрольной группы погибли.

По словам ученого, простота и технологичность подхода в сочетании с полученными результатами на животных дают надежду на то, что этот препарат может быть успешным и в клиническом применении. К примеру, наличие подобного лекарства у врачей во время терактов в Дамаске в 2013 году, когда боевики-исламисты применили зарин против мирного населения, могло спасти жизни сотням сирийцев. Таким же образом можно спасать сотни тысяч других людей, которые каждый год умирают от отравления пестицидами, заключают ученые.